Mitsubishi HC-SFS102K (HCSFS102K) — 1kW AC-Servomotor, Keilwelle, MELSERVO-J2S Serie

Produktidentifikation

Teilenummer: HC-SFS102K

Auch gesucht als: HCSFS102K, HC-SFS-102K

Serie: Mitsubishi MELSERVO HC-SFS (J2-Super Generation)

Motortyp: AC-Bürstenloser Servomotor — Keilwelle, keine Bremse

Zustand: Neu in OVP — Ein Jahr Garantie

Produktübersicht

Der Mitsubishi HC-SFS102K ist ein 1kW AC-bürstenloser Servomotor mit mittlerer Trägheit aus der MELSERVO-J2S-Plattform — dem gleichen grundlegenden Design, das in einer Vielzahl von CNC-Werkzeugmaschinen, Verpackungslinien und allgemeinen Automatisierungsgeräten verwendet wurde, die auf dem J2-Super-Servosystem von Mitsubishi basieren. Mit einer Nenndrehzahl von 2.000 U/min und einem Dauerdrehmoment von 4,78 Nm bewältigt er die Positionier- und Vorschubarbeiten, die das Rückgrat der industriellen Bewegungssteuerung bilden.

Das "K" in der Teilenummer ist das entscheidende Merkmal: eine Keilwelle. Während der Standard-HC-SFS102 eine glatte gerade Welle hat, verfügt der HC-SFS102K über eine gefräste Keilnut. Diese Keilnut ermöglicht eine positive mechanische Verriegelung zwischen der Motorwelle und einer gekoppelten Komponente — Kupplungen, Riemenscheiben oder Zahnräder, die einen Keil zur Drehmomentübertragung anstelle einer reinen Reibungsklemmung benötigen. In jeder Anwendung, bei der ein Schlupf unter Stoßbelastung ein Problem darstellt oder bei der die angetriebene Komponente präzise zu einer Drehreferenz auf der Welle ausgerichtet werden muss, ist die Variante mit Keil die richtige Wahl.

Es ist keine elektromagnetische Bremse verbaut. Der HC-SFS102K hält die Position durch Servo-Lock — der Verstärker hält den Strom und die Regelung aufrecht, um die Achse stationär zu halten — und ist nicht für vertikale Achsen vorgesehen, bei denen die Last beim Abschalten des Servos fallen könnte. Für diese Anwendungen ist der HC-SFS102BK (Keilwelle plus Bremse) die geeignete Wahl.

Technische Spezifikationen

Die Keilwelle: Wann und warum sie wichtig ist

Die meisten Servomotor-Kupplungen greifen rein durch Reibung — geteilte Klemmkupplungen, Balgkupplungen und Lamellenkupplungen funktionieren alle auf diese Weise, und für die überwiegende Mehrheit der Servoanwendungen funktionieren sie zuverlässig. Die gerade Welle des HC-SFS102 passt perfekt zu diesen Setups.

Die Keilwelle am HC-SFS102K wird spezifiziert, wenn die angetriebene Komponente nicht allein auf Reibung angewiesen sein kann. Ein Zahnrad, das Rollenketten-Zugkräfte überträgt, eine Riemenscheibe an einem Zahnriemenantrieb mit hoher Vorspannung, ein Stirnrad in einer Zahnstangenachse — dies sind Drehmomentübertragungspunkte, an denen die Schnittstelle echte Scherkräfte erfährt. Wenn die Kupplung auch nur bruchteilhaft rutscht, verschlechtert sich die Positioniergenauigkeit, und das Ereignis kann unbemerkt bleiben, bis die Maschine fehlerhafte Teile produziert oder ein Endlagenfehler ausgelöst wird. Ein Keil verhindert dies, indem er eine positive Formpassung zwischen Welle und Nabe schafft.

Die Ausrichtung der Keilnut ist bei der Installation wichtig: Die Keilnut in der Motorwelle muss mit der Keilnut in der Nabe ausgerichtet sein, der Keil muss die richtige Länge haben und mit minimalem Spiel passen, und die Befestigungsschraube an der Kupplungsnabe muss richtig angezogen sein. Korrekt ausgeführt ist eine Keilverbindung mechanisch robust für die Lebensdauer des Motors. Unachtsam ausgeführt — überdimensionierter Keil, lockere Passung oder Ausrichtungsfehler — führt zu Spiel und Spannungskonzentration an der Wurzel der Keilnut. Der HC-SFS102K wird mit bereits gefräster Keilnut geliefert; der Keil selbst wird bei der Installation beschafft und montiert.

17-Bit Absolut-Encoder — Auflösung, die die Gleichung verändert

Der HC-SFS102K verwendet denselben 17-Bit seriellen Absolut-Encoder, der in der gesamten HC-SFS-Familie zu finden ist: 131.072 verschiedene Positionen pro Umdrehung, die über eine Hochgeschwindigkeits-Serienverbindung an den Verstärker zurückgemeldet werden. Diese Zahl ist es wert, in den Kontext gestellt zu werden. Die ältere HC-SF-Serie verwendete einen 14-Bit-Encoder mit 16.384 ppr. Der Schritt auf 17-Bit ist nicht nur ein Spezifikations-Upgrade — er ermöglichte direkt die Verbesserung der Geschwindigkeitsregelkreisbandbreite, die die J2-Super-Generation auszeichnet.

Bei 1 kW wird dieser Motor oft in Achsen mit moderater Lastträgheit eingesetzt, bei denen das Servo-System schnell auf kleine Befehlsänderungen reagieren soll. Eine Vorschubachse, die einer Trajektorie genau folgen muss, ein Revolverkopf, der kleine Winkelinkremente indiziert, eine Spannungsregelrolle, bei der Geschwindigkeitsvariationen in Echtzeit korrigiert werden müssen — all dies profitiert von der Fähigkeit des Verstärkers, die Geschwindigkeit aus einem hochauflösenden Encoder zu berechnen, anstatt Pulse grob zu zählen und dazwischen zu interpolieren.

Die absolute Natur des Encoders bedeutet, dass die Position sofort nach dem Einschalten der Steuerung bekannt ist. Kein Referenzrücklaufzyklus, kein Positionsverlust durch einen kurzzeitigen Stromausfall. Der Encoder behält seine absolute Position während des Ausschaltens bei, indem er eine Batterie im MR-J2S-Verstärker (die A6BAT Lithiumzelle) verwendet. Solange diese Batterie in Ordnung ist, nimmt die Achse von einer exakt bekannten Position wieder auf, ohne dass eine Maschinenbewegung erforderlich ist.

HC-SFS Serie Kontext — Wo der 102K angesiedelt ist

Die HC-SFS-Familie deckt einen Leistungsbereich von 500 W bis 7 kW bei einer Nenndrehzahl von 2.000 U/min ab. Der 1kW HC-SFS102K nimmt die zweite Position von unten im Standardbereich ein, über dem 500W HC-SFS52K und unter dem 1,5kW HC-SFS152. Innerhalb dieser Positionierung bedient er einen bestimmten Anwendungstyp: Achsen, bei denen 500W unter ungünstigsten Last- und Einschaltdauerbedingungen wirklich grenzwertig sind, bei denen aber 1,5kW oder 2kW unnötige Kosten, Größe und Verstärkeraufwand verursachen würden.

In Bezug auf Werkzeugmaschinen sind dies oft zweite oder Hilfsvorschubachsen — eine B-Achse an einer CNC-Drehmaschine, eine C-Achse für einfache Spindelindexierung, eine Spindelvorschubachse oder ein sekundäres Servo an einem Mehrachsen-Bearbeitungszentrum. Im allgemeinen industriellen Einsatz deckt er Förderbänder, XY-Positioniertische, Wickel- und Spannungsachsen sowie Pick-and-Place-Portale ab, bei denen die Nutzlast moderat, aber die Einschaltdauer kontinuierlich ist.

Der 130 × 130mm Flansch entspricht der Standardrahmengröße für den Leistungsbereich von 500W bis 1,5kW in der HC-SFS-Familie. Motoren, die von 2kW aufwärts wachsen, wechseln zum größeren 176 × 176mm Flansch. Für platzbeschränkte Maschinendesigns ist es nützlich zu wissen, dass der HC-SFS102K die gleiche Flanschgröße wie seine 500W- und 1,5kW-Geschwister hat: Ein Design kann zukünftige Achsenänderungen aufnehmen, ohne die Motorbefestigungsanordnung zu ändern.

HC-SFS 2000 U/min Familie — Verfügbare Wellenvarianten

Innerhalb der 1kW / 2000 U/min Kapazität bot Mitsubishi vier Wellen- und Bremskombinationen an:

Alle vier teilen sich die gleiche Nennleistung (1kW), das gleiche Drehmoment (4,78 Nm Nenn / 14,4 Nm Spitze), den gleichen Encoder (17-Bit, 131.072 ppr), den gleichen Flansch (130×130mm), den gleichen Schutz (IP65) und die gleiche J2S-Verstärkerkompatibilität. Die Wahl zwischen ihnen hängt ausschließlich von der Wellenkupplungsmethode ab und davon, ob die Achse eine Haltefunktion bei ausgeschaltetem Strom benötigt.

Breiterer HC-SFS 2000 U/min Bereich

Anwendungshinweise

CNC-Drehmaschinen C-Achse und B-Achse. Sekundäre Servoachsen an Drehzentren, die Spindelorientierung, Spindelvorschub oder Revolverpositionierung übernehmen, fallen oft in den 1kW-Bereich. Diese Achsen sind typischerweise horizontal oder stark gegengewichtet, so dass eine Bremse unnötig ist — der HC-SFS102K ohne Bremse ist die sauberere, kostengünstigere Lösung.

Förderband- und Indexierantriebe. Servo-gesteuerte Förderbandabschnitte und Rundtakttische, die in der Montageautomatisierung eingesetzt werden, arbeiten im Dauerbetrieb bei moderatem Drehmoment. Mittlere Trägheit, gute thermische Stabilität und zuverlässiges Drehmoment bei niedriger Drehzahl — alles Eigenschaften der HC-SFS-Klasse — passen gut zu dieser Arbeit.

XY-Positioniertische. Flache, servo-gesteuerte Positioniertische für Laserbearbeitung, Dosierung oder Inspektionsarbeiten verwenden oft 1kW-Achsen. Die hohe Encoder-Auflösung kommt der Nachlauf-Fehlerleistung bei interpolierten XY-Bewegungen direkt zugute.

Spannungsregelungs- und Wickelachsen. Wickler, Abwickler und Bahnspannungsregelsysteme verwenden Servomotoren im Drehmomentregelmodus, um die Bahnspannung zu regeln. Die Stabilität des Drehmoments bei niedriger Drehzahl — eine Stärke der J2S-Encoder-Verstärker-Kombination — ist in diesen Anwendungen von erheblicher Bedeutung.

Pick-and-Place und Portalbeladung. Einachsige Pick-and-Place-Systeme und einfache Portalbelader mit leichten bis moderaten Nutzlasten verwenden 1kW-Servoachsen für die Kombination aus Geschwindigkeit und Präzision, die reine Pneumatikantriebe nicht erreichen können.

Neu in OVP — Ein Jahr Garantie

Dieser HC-SFS102K ist ein werkseitig versiegelter Lagerbestand neu in OVP — Originalverpackung von Mitsubishi, Wellen- und Steckerschutz intakt, nie angeschlossen oder mit Strom versorgt. Ein Jahr Garantie deckt den Motor gegen Herstellungsfehler und Transportschäden ab. Für Käufer, die einen Ersatz für eine derzeit stehende Maschine suchen oder einen Ersatzteilbestand für eine Flotte von Maschinen aufbauen, die die J2S-Plattform verwenden, ist neu in OVP die einzige Bedingung, die garantiert, dass der Motor keine Vorgeschichte hat.

Häufig gestellte Fragen

F1: Welche Verstärker sind mit dem HC-SFS102K kompatibel?

Der HC-SFS102K ist für die MR-J2S-100 Klasse der MELSERVO-J2S-Verstärker ausgelegt, einschließlich des MR-J2S-100A (Allzweck-Puls/Analog), MR-J2S-100B (SSCNET-Bus), MR-J2S-100CP (integrierte Positionierung) und MR-J2S-100CL (CC-Link-Schnittstelle). Er ist nicht kompatibel mit den Verstärkern der ersten Generation MR-J2, die den 17-Bit-Serien-Encoder des J2S-Motors nicht lesen können, noch mit MR-J3 oder MR-J4 Verstärkern ohne Anpassungshardware.

F2: Was ist der Unterschied zwischen dem HC-SFS102K und dem HC-SFS102?

Der einzige Unterschied ist die Welle. Der HC-SFS102 hat eine glatte gerade Welle für die Verwendung mit Reibungskupplungen. Der HC-SFS102K hat eine gefräste Keilnut, die eine positive Keil- und Keilnutverbindung mit der angetriebenen Komponente ermöglicht. Alle anderen Spezifikationen — Leistung, Drehmoment, Encoder, Flansch, Schutzart und Verstärkerkompatibilität — sind bei beiden Modellen identisch.

F3: Hat der HC-SFS102K eine elektromagnetische Bremse?

Nein. Der HC-SFS102K enthält keine Bremse. Die Position auf einer stationären Achse wird durch Servo-Lock gehalten (der Verstärker hält die Regelung aktiv und hält die Achse mit Motorstrom). Wenn die Achse vertikal ist oder eine ausfallsichere mechanische Halterung benötigt, wenn der Servo abgeschaltet ist, ist der HC-SFS102BK (Keilwelle mit elektromagnetischer Bremse) das richtige Modell, das stattdessen spezifiziert werden sollte.

F4: Der Encoder wird als "absolut" beschrieben — benötigt er eine Batterie?

Ja. Der 17-Bit serielle Absolut-Encoder benötigt eine Batterie, um Positionsdaten während des Ausschaltens zu speichern. Die Batterie ist die A6BAT Lithiumzelle, die im MR-J2S Servo-Verstärker installiert ist — nicht im Motor selbst. Wenn die Batterie in Ordnung ist, kennt die Achse ihre exakte Position, sobald die Steuerung eingeschaltet wird, wodurch ein Nullpunkt-Suchlauf überflüssig wird. Ein Niedrigbatterie-Alarm am Verstärker zeigt an, dass die Batterie beim nächsten geplanten Wartungsfenster ausgetauscht werden sollte.

F5: Kann der HC-SFS102K einen HC-SF102K aus der früheren J2-Serie ersetzen?

Die Einbaumaße sind gleich und die Geometrie der Keilwelle ist kompatibel. Der HC-SFS102K verwendet jedoch einen 17-Bit-Serien-Encoder, der einen MR-J2S Verstärker benötigt — er kommuniziert nicht mit einem originalen MR-J2 Verstärker. Wenn die Maschine mit MR-J2 Verstärkern betrieben wird, müssen sowohl der Motor als auch der Verstärker zusammen aktualisiert werden. Wenn sie bereits mit MR-J2S Verstärkern betrieben wird, ist der HC-SFS102K ein direkter mechanischer Ersatz, ohne dass andere Änderungen als die Parameterprüfung in MR Configurator erforderlich sind.